關于大容量機組磨煤機振動分析及運行參數建議

董紅江

摘 要：文章對于大容量磨煤機振動提出相關的運行控制要點及解決方案，為其他工程提供借鑒。

關鍵詞：大容量機組；磨煤機；振動分析；運行參數

某大容量機組（單機容量1000MW）磨煤機選用的是北京電力設備總廠有限公司生產的ZGM123G-Ⅱ型中速磨煤機，每臺爐配備6臺，滿負荷運行時，5臺運行，1臺備用。

ZGM123G-Ⅱ型中速磨煤機輸出轉速為28.8r/min，屬于快速磨，轉速比基本型增大近30%（ZGM123G基本型轉速為23.2r/min）。ZGM123G-Ⅱ型中速磨煤機是北京電力設備總廠在600MW機組配套的磨煤機基礎上通過增加磨煤機轉速、加載力、風量以及改變其他相關尺寸研制升級的新磨型，目前采用此磨型屬于試運階段，并且已開始試運的1000MW機組較少，無運行業績，所以難以借鑒其他電廠的成熟運行經驗。

1 磨煤機運行狀況

在電廠鍋爐吹管期間，試運的磨煤機均存在啟動后振動較大大的問題，特別是在變頻動態分離器頻率大于10Hz以后運行時，多臺磨煤機均本體振動很大，磨輥與磨盤撞擊聲明顯，三個拉桿同時有較大幅度的上下擺動，磨煤機無法維持正常運行。由于磨煤機與給煤機是剛性連接，給煤機基礎也跟著一起振動，影響制粉系統的安全運行。

而根據磨煤機變頻分離器設計原則，磨煤機在正常運行時，對應變頻器調節的頻率應在20Hz-35Hz，方可滿足鍋爐燃燒對于煤粉細度的要求。

2 振動原因分析及處理

結合磨煤機運行及振動的實際情況，分析可能引起磨煤機振動的原因并進行處理：

（1）一般在煤量高時，磨煤機是不會振動的，煤量少，煤層厚度較小，煤在磨盤內分布不均勻或磨盤內煤層薄，磨輥與襯板碰撞，都會發生振動。針對此問題采用了以下處理方式：a.降低一次風量以增加磨煤機內部煤粉厚度；b.提高旋轉分離器轉速，以增加滯留在磨煤機內部的煤粉量，提高煤粉厚度；c.減小加載力，磨煤機設計加載力范圍為50bar/4mA～150bar/20mA，將磨煤機B、E的液壓變加載下限調整為：1.5MPa。磨煤機再次啟動，振動沒有減少的趨勢，且石子煤量非常大。

（2）磨煤機的三角壓架下無支承墊鐵，磨輥的重量完全壓在磨盤上，磨煤機啟動負載大，剛啟動時給煤量小，造成磨輥與磨盤直接接觸，容易產生振動。

處理：在磨煤機E三個壓架下加裝支承墊鐵，讓磨輥與磨盤之間留有微小間隙。開啟磨煤機振動仍大。

（3）磨煤機5個粉管內一次風不平衡，使磨煤機出口各粉管出力不一致，使磨煤機3個磨輥下的煤層厚度不一樣，3個磨輥不同步，導致磨煤機振動大。

（4）多次檢查磨煤機內部未發現大塊的石塊或鐵塊，且磨煤機振動是連續的，可以排除磨煤機振動大是由大塊的石塊或金屬塊引起的原因。

（5）磨煤機所用煤種可磨系數較高，在進入磨煤機以后很容易變成極細小的顆粒，無法建立正常的煤粉厚度，導致磨輥與磨盤之間發生頻繁性的接觸，導致磨煤機振動較大。但是本機組煤質可磨系數不高，排除此原因。

通過以上檢查、處理，均未發現造成磨煤機振動大的根本原因。再后來嘗試著將磨煤機旋轉分離器停運或降低其轉速，適當增大風量（煤量33T/h，風量110T/h）后，結果磨煤機振動正常，基本判斷為磨煤機振動大與動態分離器轉速、風煤比關系較大。

經分析，磨煤機振動大的原因可能是，煤量少時，磨內的粗煤、細煤摻雜分布在磨盤上，由于煤量少，細煤又托不住磨輥，這部分細煤在磨盤上基本得不到研磨，它們只會造成磨輥上下擺動，使磨煤機產生大幅振動。降低分離器轉速后，細粉被直接吹走了，落不到磨盤上，磨盤上分布的全是均勻分布的較粗的煤粒，所以磨煤機很少有振動，增加一次風后效果也是相同的。這樣帶來的不利因素就是煤粉變粗，煤粉細度不能滿足燃燒要求。隨著磨煤機給煤量的增加，上述影響磨煤機因素就可以忽略。

3 磨煤機低負載運行方式的建議

（1）首先要重新對給煤機給煤量及磨煤機入口風量進行標定，只有準確地標定風量、煤量，才能給磨煤機振動分析判斷工作提供依據，選擇合適的風煤比。

（2）對磨煤機出口粉管進行調平，確保粉管風速偏差在合適范圍內。

（3）磨煤機最小出力的確定：廠家建議磨煤機最低出力盡量不低于35t/h，但是考慮到啟動初期實際運行的情況，單臺磨煤機出力不可能太高，否則對后續磨煤機的啟動有很大影響，會減少調節裕度，導致燃料變化過于劇烈。后經過多方調整，可保證磨煤機出力在25t/h時磨煤機基本無振動。

（4）在每次磨煤機啟動之前，對磨煤機進行鋪煤以建立初始煤層厚度，根據經驗控制在40t/h給煤量鋪煤維持1min效果較好。

（5）磨煤機風煤比：建議磨煤機低出力（煤量在30-40T/h）時，風煤比維持在3：1范圍內，此后在增大煤量時慢慢減小風煤比，直至達到1.5：1范圍。磨煤機大出力時，風量遵照鍋爐燃燒要求和廠家提供的相關數據執行，低負荷時盡量不要超得太多，在調整過程中要確保煤粉管流速不得低于18m/s，以防止煤粉在煤粉管道中沉積，造成危險。

（6）磨煤機加載力：恢復到設計值32bar～130bar。并且在磨煤機低出力期間，保持最低加載力，同時觀察磨煤機進出口差壓的變化，若差壓明顯增長則可適當增加加載力以維持差壓穩定。

（7）分離器轉速：磨煤機啟動時分離器初轉速置于5-10Hz，在磨煤機不振動的情況下，緩慢增加分離器轉速，并同時監測煤粉細度，直到滿足鍋爐燃燒煤粉細度的要求，需要的實際最佳轉速以測得煤粉細度為準進行調節。

（8）其他運行參數可參照廠家提供的各計算和運行曲線。在后續啟動過程中，根據以上各項調節措施對制粉系統進行了調節。磨煤機基本上未再發生明顯振動，同時逐步摸索出風煤配比原則及出力變化階段磨的調整原則，做出動態分離器轉速與煤粉細度、電流之間的關系曲線，跟蹤石子煤量與風量、加載力關系，做好磨煤機的調試工作，保證了磨煤機能夠長期安全穩定運行。